РОЛЬ ШТУЧНО СФОРМОВАНОГО МІКРОБІОМУ ҐРУНТУ В ЦИКЛІ ВУГЛЕЦЮ

Objective. To analyse the scientific literature on the role and impact of the artificially formed microbiome on the processes of carbon transformation in agroecosystems. Methods. Collection, analysis and synthesis. Results. The carbon cycle is a fundamental process that determines the balance of the...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2025
Main Authors:	Бунас, А. А., Шерстобоєва, О. В., Ткач, Є. Д., Мовчан, І. П., Дворецький, В. В.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2025
Subjects:	мікробіом біопрепарати цикл вуглецю агроекосистеми ґрунтові агрегати «мікробний вуглецевий насос» ґрунтовий органічний вуглець (SOC)
Online Access:	https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/535
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Agriciltural microbiology
Download file:

Institution

Agriciltural microbiology

_version_	1871466334397661184
author	Бунас, А. А. Шерстобоєва, О. В. Ткач, Є. Д. Мовчан, І. П. Дворецький, В. В.
author_facet	Бунас, А. А. Шерстобоєва, О. В. Ткач, Є. Д. Мовчан, І. П. Дворецький, В. В.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "А. А. Бунас", "institution": "Інститут агроекології і природокористування НААН" }, { "author": "О. В. Шерстобоєва", "institution": "Інститут агроекології і природокористування НААН" }, { "author": "Є. Д. Ткач", "institution": "Інститут агроекології і природокористування НААН" }, { "author": "І. П. Мовчан", "institution": "Інститут агроекології і природокористування НААН" }, { "author": "В. В. Дворецький", "institution": "Інститут агроекології і природокористування НААН" } ]
author_sort	Бунас, А. А.
baseUrl_str	https://smic.in.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-22T10:10:52Z
description	Objective. To analyse the scientific literature on the role and impact of the artificially formed microbiome on the processes of carbon transformation in agroecosystems. Methods. Collection, analysis and synthesis. Results. The carbon cycle is a fundamental process that determines the balance of the element in the biosphere and affects the climate stability of the planet. Soil is one of the main carbon reservoirs, containing more carbon than the atmosphere and vegetation combined. In this context, the soil microbiome — a collection of bacteria, archaea, steptomycetes, micromycetes and other organisms that inhabit the soil medium, including the plant rhizosphere — plays a key role in the transformation, storage and mobilisation of carbon. Microorganisms catalyse the humification of organic matter, which results in the formation of stable forms of soil carbon that can remain in the soil for hundreds or even thousands of years. For example, by enhancing the formation of microbial biomass, about 2–4 tonnes of organic carbon per hectare can be stabilised annually in chernozem soils. Soil microbiomes artificially created using biotechnological methods open up new opportunities for managing carbon transformation and decreasing climate change consequences. Conclusions. Artificially created soil microbiomes are a promising tool for managing the carbon cycle and decreasing the effects of global climate change consequences. The large-scale implementation of biotechnological measures aimed at changing the composition and functioning of the soil microbiome will not only improve soil quality, but also conserve organic carbon and reduce greenhouse gas emissions. Further researches and developments in this area are necessary to fulfil the potential of artificially created microbiomes in sustainable agriculture.
doi_str_mv	10.35868/1997-3004.41.3-18
first_indexed	2025-11-01T02:20:17Z
format	Article
fulltext	3 ҐРУНТОВА МІКРОБІОЛОГІЯ Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. С. 3–18. ISSN 1997-3004 https://doi.org/10.35868/1997-3004.41.3-18 УДК 579:631.452:631.427 РОЛЬ ШТУЧНО СФОРМОВАНОГО МІКРОБІОМУ ҐРУНТУ В ЦИКЛІ ВУГЛЕЦЮ А. А. Бунас, https://orcid.org/0000-0003-4806-7004, О. В. Шерстобоєва, https://orcid.org/0000-0001-8239-0847, Є. Д. Ткач, https://orcid.org/0000-0002-0666-1956, І. П. Мовчан, https://orcid.org/0009-0002-0647-6133, В. В. Дворецький, https://orcid.org/0000-0001-8427-7813 Інститут агроекології і природокористування НААН вул. Метрологічна, 12; м. Київ, 03143, Україна; e-mail: bio-206316@ukr.net Мета. Провести аналіз наукової літератури стосовно ролі та впливу штучно сформо- ваного мікробіому на процеси трансформації вуглецю в агроекосистемах. Методи. Збір, аналіз і синтез. Результати. Цикл вуглецю є фундаментальним процесом, що визначає ба- ланс елемента в біосфері та впливає на кліматичну стабільність планети. Ґрунт є одним із основних резервуарів вуглецю, містячи його більше, ніж атмосфера та рослинність разом узяті. У цьому контексті мікробіом ґрунту — сукупність бактерій, архей, стептоміцетів, мікроміцетів та інших організмів, що населяють ґрунтове середовище, у т. ч. й ризосферу рослин — відіграє ключову роль у трансформації, збереженні та мобілізації вуглецю. Мікро- організми каталізують процеси гуміфікації органічної речовини, наслідком чого є утворення стабільних форм ґрунтового вуглецю, здатних залишатися в ґрунті впродовж сотень і на- віть тисяч років. Наприклад, завдяки підсиленню формування мікробної біомаси у ґрунтах чорноземного типу щороку може стабілізуватися близько 2–4 тон органічного вуглецю на гектар. Штучно сформовані за допомогою біотехнологічних методів мікробіоми ґрунту, відкривають нові можливості для управління процесами трансформації вуглецю та пом’якшення наслідків змін клімату. Висновки. Штучно сформовані мікробіоми ґрунту є перспективним інструментом в управлінні вуглецевим циклом, пом’якшенні наслідків глоба- льних змін клімату. Широкомасштабне впровадження біотехнологічних заходів, спрямова- них на зміну складу й функціонування мікробіому ґрунту, сприятиме не лише підвищенню якісних показників ґрунту, а й збереженню органічного вуглецю та зменшенню викидів пар- никових газів. Подальші дослідження та розробки в цій галузі є необхідними для реалізації потенціалу штучно сформованих мікробіомів у практиці сталого землеробства. Ключові слова: мікробіом, біопрепарати, цикл вуглецю, агроекосистеми, ґрунтові агре- гати, «мікробний вуглецевий насос», ґрунтовий органічний вуглець (SOC). Вуглець (С) — хімічний елемент, основа органічних речовин усіх живих організмів. На Землі вуглець циркулює у так званому карбоновому або вуглецевому циклі з різною швидкістю, зупинками й запусками. Напри- клад, якщо розглянути один атом вуглецю, то він за декілька днів може пройти через рослину, тварину й атмосферу, але залиши- тися фіксованим на мільйони років у нафті, гірських породах, корисних копалинах, ґрун- ті [1; 2]. Вважається, що в біосфері міститься понад 12 млрд тон вуглецю, отже, в середньо- му на 1 см² земної поверхні припадає 580 мг сухої органічної речовини. До складу цієї © А. А. Бунас, О. В. Шерстобоєва, Є. Д. Ткач, І. П. Мовчан, В. В. Дворецький, 2025 4 органічної маси входить біомаса рослин, тварин, лишайників, мікроміцетів, бактерій. У біосфері біомаса розподілена нерівномірно і змінюється від нуля (крига Антарктиди) до 60 кг/м² (тропічні ліси). Рослини в проце- сі фотосинтезу синтезують органічні речо- вини (глюкоза, крохмаль, целюлоза, гемі- целюлоза та ін.). Щорічно вищі рослини й водорості поглинають при фотосинтезі близько 200 млрд т вуглецю. Ще один шлях повернення вуглецю в атмосферу — дихання еукаріот. Відмерлі рослинні й тваринні орга- нізми розкладаються редуцентами до СО2, який також повертається в атмосферу. Пов- ний цикл обміну атмосферного вуглецю здійснюється за 300 років [3]. Найбільшим обмінним резервуаром вуг- лецю на планеті є ґрунти, які містять у три рази більше цього елементу, ніж атмосфера, і є другим за величиною після Світового оке- ану. У ґрунтах зосереджено 2300 Гт вуглецю, що перевищує сумарний запас цього хіміч- ного елемента в атмосфері (800 Гт) та фіто- масі (550 Гт) [4; 5]. Потік СО2 з поверхні ґрунту становить 60 Гт вуглецю за рік, що на порядок більше, ніж надходить в атмосферу внаслідок спалювання викопного палива. Еквівалентна кількість діоксиду вуглецю щороку поглинається фітомасою у процесі фотосинтезу. Вважається, що майже 99 % всієї органічної речовини у біосфері утворю- ється автотрофами, і лише близько 1 % при- падає на хемосинтетики [5]. Рослини фіксу- ють вуглець з атмосфери для створення біо- маси, і значна частина її надходить у ґрунт у вигляді стебел, листя й коренів. Попри те, що численні дослідження зосереджені на надземному надходженні, коріння вносить у ґрунт у 2,5 раза більше C, ніж стебла та па- гони [6]. Отже, коріння потужно впливає на накопичення вуглецю у ґрунті та зворотний зв’язок з атмосферою, має вирішальне зна- чення для розуміння й моделювання глоба- льного циклу вуглецю. В умовах сьогодення дослідники визнають, що підземні частини рослин (коренева система) недостатньо пред- ставлені в C-моделях, проте саме кореневі ресурси значною мірою впливають і зміню- ють запаси C у ґрунті [7‒9]. Наприклад, над- ходження кореневих ексудатів у ґрунт і маса кореневих систем широколистяних бореаль- них лісів є особливо важливою, оскільки підземна частина таких лісів становить 39 % рослинної біомаси. До речі, підземна частина широколистяних бореальних лісів має біль- шу частку, ніж у голчастих бореальних, по- мірних або тропічних лісах. Функціональні типи рослин істотно впливають на верти- кальний розподіл ґрунтового органічного ву- глецю (SOC) [7]. Фундаментальним рушієм глобального циклу вуглецю є ґрунтові мікроорганізми. Вони беруть участь у процесах деградації рослинних решток та органічної речовини, синтезу гумусових речовин, виділенні та фік- сації вуглекислого газу, метану та інших парникових газів. Відомо, що в 1 г ґрунту (0‒20 см) міститься 109–1010 прокаріотич- них клітин (бактерій та архей), 104–107 про- тистів, близько 100 м гіф грибів і 108–109 ві- русів. Біомаса прокаріот сягає 5 тон (і біль- ше) на гектар у деяких ґрунтах, а біомаса грибів перебуває у діапазоні від 1 до 15 тон. Ґрунти також характеризуються значним ге- нетичним різноманіттям. Загальне геномне різноманіття бактеріальних угруповань із не- порушених ґрунтів пасовищ на три порядки перевищує різноманітність водних мікроор- ганізмів. Так, різноманітність прокаріотич- них видів коливається від тисяч до міль- йонів на грам ґрунту [10]. Мікробіологічні процеси в ґрунтах що- річно вивільняють більше ніж 60 Гт CO₂, але також здатні утримувати значну частку вуг- лецю через довготривалі форми зберігання. Показано [11], що основним компонентом SOC є мікробний вуглець (МDC), частка якого складає приблизно 50 % від SOC. За окремими твердженнями [12], частка MDC значно вища, оскільки мікроорганізми тран- сформують 85‒90 % всіх наявних у ґрунті органічних матеріалів. Склад мікробіому ва- ріюється залежно від типу ґрунту, кліматич- них умов, рослинного покриву та антропо- генного впливу. Результати досліджень [13] показали, що кожне підвищення температу- ри на 1 °C спричиняє глобальне зменшення запасів МDC у ґрунті на 6,7 Pg, що еквівален- тно 1,4 % від загального запасу МDC або 0,9 % від атмосферного пулу вуглецю. Проте розуміння просторової та часової динаміки запасів МDC обмежене через мінливість мік- робіому й високу чутливість до погодних умов. Низкою досліджень показано критичну роль, яку ґрунтові мікроорганізми відігра- ють не лише у втраті органічного вуглецю ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 5 шляхом мікробного розкладання, але й у фор- муванні та персистенції SOC, що підтвер- джується коваріацією між мікробною біома- сою, некромасою та вмістом SOC. Хоча існує багато шляхів, через які мікроорганіз- ми впливають як на накопичення, так і на втрату органічної речовини ґрунту, ефектив- ність використання мікробного вуглецю (CUE) є інтегральним показником, який ві- дображає баланс цих процесів [14‒16]. Розу- міння зазначених процесів та управління ними є ключовими для пом’якшення наслід- ків змін клімату [16‒18]. У глобальному масштабі відносний роз- поділ SOC з глибиною мав дещо сильні- ший зв’язок із рослинністю, ніж з кліматом, але навпаки для абсолютної кількості SOC [7; 13]. Загальний вміст SOC збільшувався з опадами й вмістом глини та зменшувався за підвищення температури. У цьому аналізі вплив типу рослинності був важливішим, ніж прямий вплив опадів. Отримані дані свідчать, що співвідношення пагони/корені у поєднанні з вертикальним розподілом ко- ренів впливає на розподіл SOC із глибиною. Глобальне зберігання SOC у верхніх 3 м ґру- нту становило 2344 Pg C (1 Pg = 1015 г), або на 56 % більше, ніж 1502 Pg, оцінені для першого метра. Глобальні суми для другого і третього метрів становили 491 і 351 Pg C, а біоми з найбільшою кількістю SOC на гли- бині 1–3 м були тропічними вічнозеленими лісами (158 Pg C) і тропічними луками / са- ванами (146 Pg C) [7; 19]. Отже, однією з най- більших невизначеностей у земному циклі вуглецю є час і величина реакції SOC на па- раметри клімату та рослинності. Ця невизна- ченість заважає створеним моделям адекват- но фіксувати динаміку SOC і ставить під сумнів оцінку впливу управління та зміни клімату на ґрунти. Зменшення зазначених невизначеностей потребує одночасного дос- лідження чинників, що контролюють кіль- кість (поширеність SOC) і тривалість (стій- кість SOC) [9]. Порівняно нещодавно запро- поновано концепцію ґрунтового «мікробного вуглецевого насоса» (MCP) [18; 20], згідно з якою біомаса і некромаса мікроорганізмів відіграють ключову роль у формуванні SOC унаслідок постійної мікробної трансформації органічного C з лабільних у стійкі анаболічні форми. Жива біомаса бактерій та мікроміцетів активізує розкладання некромаси, сприяючи утворенню стабільних форм вуглецю в ґрун- ті [21]. Мікробіом агроекосистем може бути природним, як результат довготривалої еко- логічної сукцесії, або штучно сформованим, який створюється через інтродукцію пред- ставників різних груп мікроорганізмів, іно- куляцію пробіотиками, біовуглем та іншим [22; 23]. Мікробна некромаса складає значну час- тину стабільного органічного вуглецю (SOC) в ґрунті, особливо в агроекосистемах з бага- торічними культурами [18; 19; 21]. Дослід- ження Zhou et al. [24] показують, що засто- сування азотних добрив збільшує вміст вуг- лецю загальної мікробної некромаси на 12 %, покривні культури — на 14 %, відсутність або скорочення обробітку ґрунту — на 20 %, гною — на 21 %; соломи — на 21 %. Нако- пичення мікробної некромаси не залежало від додавання біовугілля. В іншому досліді встановлювали закономірності впливу дода- вання поживних речовин, потепління, CO2, посухи на біомаркери мікробної некромаси у ґрунтах під сільськогосподарськими угід- дями, лісами й луками. Додавання азоту в поєднанні з P і K збільшило вміст мікромі- цетів (+ 21 %), бактерій (+ 22 %) та загаль- них аміноцукрів (+ 9 %), що призвело до збільшення утворення SOC. Додавання лише азоту збільшило виключно бактеріальну не- кромасу (+ 10 %), оскільки зменшення об- меження N стимулювало ріст бактерій біль- ше, ніж мікроміцетів [25]. Детально зосередимось на двох ключо- вих функціях мікробного угруповання в цик- лі вуглецю — взаємодії з рослинами та деструкції органічних речовин агроекосис- тем і утворенні SOC. У сучасному сільсько- господарському виробництві дедалі більшо- го значення набуває цілеспрямоване форму- вання та коригування мікробних угруповань агроценозів через інтродукцію агрономічно цінних мікроорганізмів, що зі свого боку дозволяє як оптимізувати біогеохімічні про- цеси в ґрунті, так і підвищити адаптивний потенціал агросистем до кліматичних викли- ків. Ефективний мікробіом забезпечує ре- зультативний обмін вуглецевими сполуками між кореневими ексудатами й метаболітами мікроорганізмів та посилює секвестрацію ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 6 вуглецю [21; 27; 28]. Відомо, що мікроорга- нізми беруть участь у стабілізації органічно- го вуглецю через формування ґрунтових аг- регатів. Такі структури утворюються внаслі- док об’єднання мінеральних частинок і орга- нічної речовини, зокрема гумусу та мікроб- них метаболітів. Так забезпечується фізич- ний захист органічного вуглецю від мінера- лізації внаслідок обмеження доступу мікро- організмів і ферментів до органічної речови- ни. Дослідження показують, що до 90 % ор- ганічного вуглецю у верхньому шарі ґрунту зберігається в агрегатах [29; 30]. Рослинно-мікробні взаємодії. Штучно сформовані чи модифіковані мікробіоми ґрунту шляхом інтродукції специфічних функціонально активних мікроорганізмів — це не лише нові горизонти, а й найбільш економічно доцільні підходи в управлінні ґрунтовим вуглецем. Взагалі взаємодія між рослинами та ґру- нтовими мікроорганізмами є ключовим чин- ником в адаптації до навколишнього середо- вища та вегетації рослин [30; 37]. Основою інтенсивного хімічного діалогу між росли- ною та ґрунтовими мікроорганізмами є спе- цифічна область навколо кореня рослини, ризосфера [31‒37]. Ризобактерії, що стиму- люють ріст рослин (PGPR) взаємодіють з рос- линним організмом за допомогою двох ти- пів механізмів: прямих та непрямих. Прямі механізми пов’язані зі збільшенням доступ- ності поживних речовин (фіксація азоту, розчинення неорганічних сполук фосфору і калію), синтезом фітогормонів (ауксинів, гіберелінів, цитокінів) [32; 33] та АСС-деза- мінази (1-аміноклопропан-1-карбоксилат-де- замінази), ферменту, який пригнічує біосин- тез стресового фітогормону етилену [34]. Непрямі механізми сприяють онтогенезу ро- слин через пригнічення фітопатогенів (син- тез антибіотиків, сидерофорів, лізоцимів та ін.) і покращення стійкості до стресів за рахунок активізації імунної системи рослин [34; 37]. Серед різних PGPR представники родини Bacillus (роди Bacillus, Paenibacillus, Brevibacillus, Lysinibacillus та Viridiibacillus) є одними з найбільш широко вивчених ри- зобактерій, що сприяють росту й розвитку рослин [36]. Рослини виділяють широкий спектр спо- лук різних класів, таких як флавоноїди, ку- марини та ліпіди, для кондиціонування бак- теріальних угруповань, а деякі метаболіти, такі як бензоксазиноїди, можуть метаболі- зуватися мікроорганізмами в антимікробні сполуки [31]. Взаємодія між рослинами та мікроорганізмами опосередковується сигна- льними сполуками, які контролюють життє- во важливі функції рослин, такі як, напри- клад, утворення бульбочок, захист та алело- патія. Проведено дослідження, які свідчать, що органічний вуглець у ґрунті зменшує час існування флавоноїдів, що перебувають в основі взаємодії рослин та мікроорганізмів. Виявлено, що підвищений вміст органічного вуглецю у ґрунтах пригнічує сигнали флаво- ноїдів до 70 %. До 63 % репресії сигналізації відбувається між розчиненим органічним ву- глецем і флавоноїдами, а не через сорбцію флавоноїдів на тверді частинки органічного вуглецю [22]. Аналіз низки вітчизняних та зарубіж- них досліджень [34; 36; 38−50], присвячених впливу PGPR на онтогенез сільськогоспо- дарських культур, урожайність та якість продукції, фотосинтетичну діяльність тощо, свідчить, що мікроміцети родів Penicillium та Chaetomium сприяли збільшенню біомаси рослин на 10–15 %, як порівняти з контролем [38]. Іншими дослідженнями показано, що інтродукція штамів бактерій Pseudomonas putida S1Pf1 і Pseudomonas spp. 5Vm1К шля- хом передпосівної обробки насіння цукіні сприяла збільшенню тривалості цвітіння і кількості квіток та плодів [41]. Хоміна зі співавт. [42] показали, що інокулянт на ос- нові Rhizobium japonicum сприяв збільшенню надземної та кореневої системи рослин сої на 50 %, що дозволило збільшити вміст азоту в тканинах на 45 %. Водночас інокулянти на основі Azospirillum brasilense на сої сприяли підвищенню вмісту азоту в рослинах на 25 %, але без утворення бульбочок. Отже, це дослідження і подібні до нього свідчать, що рівень азотфіксації в рослинно-мікроб- них асоціаціях і симбіозах впливає на цикл вуглецю, а саме потік органічного вуглецю в ґрунті через накопичення біомаси, синтез кореневих ексудатів та інтенсивність фото- синтезу. Експерименти в умовах польових гос- подарств Канади та Німеччини засвідчили, що застосування мікробних інокулянтів (на- приклад, Bacillus megaterium у поєднанні з AMF-грибами) може підвищити фіксацію ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 7 органічного вуглецю в ґрунті до 15–20 % уп- родовж 3–5 років, як порівняти з контроль- ними ділянками без мікробного втручання [36; 37; 43‒45]. Практично доведено, що іно- куляція AMF підвищувала чисту фотосинте- тичну активність чотирьох видів рослин на 15,3–33,1 % та збільшила накопичення вуг- лецю в ґрунті в середньому на 17,2 % проти контролю [45]. Іншими дослідженнями пока- зано, що симбіотичні зв’язки між AMF та ро- слинами-господарями безпосередньо впли- вають на зберігання SOC у ґрунті. На основі даних із 2296 польових ділянок у луках Ки- таю встановлено, що симбіоз мікоризних грибів посилює зберігання SOC в орному та підорному шарах ґрунту за рахунок збіль- шення підземної частини, а саме співвідно- шення коренів до пагонів [45]. Оліферчук зі співавт. [39] вивчено вплив різних способів внесення мікоризного препарату Міковітал, біоагентом якого є мікроміцет Tuber melano- sporum IMB F-100106, на ріст, розвиток та продуктивність фундука сорту Шедевр. За- фіксовано, що діаметр кореневої шийки рос- лин зріс на 10,2 %, кількість основних коре- нів збільшилася на 12,2 % та довжина коре- нів — на 13,9 %. Відзначено також зростання загальної кількості листків на 14,0 %, дов- жини річного приросту — на 14,4 % та висо- ти саджанців — на 12,9 %. Кореневе піджив- лення 2–5 %-ми розчинами Міковітал забез- печило підвищення рівнів урожайності фун- дука до 21,7–22,4 ц/га з отриманням прирос- ту врожаю на 10,2–13,7 %. Найвірогідніше, високий рівень ефективності від інокуляції мікоризними грибами (AMF) залежить від того, що мікроміцети функціонують на межі розділу між корінням рослин та ґрунтом, ді- ють як основний канал для рослинного вуг- лецю, розподіляючи його через свої гіфи в навколишню ґрунтову матрицю. Окрім то- го, мікоризні ексудати та оновлення грибних гіф сприяють формуванню мікробної некро- маси, що є домінантним чинником утворення та стабілізації органічної речовини [46]. Дослідженнями Averill et al. [47] показа- но, що інтродукція мікроорганізмів, типових для досліджуваного типу ґрунту, дозволяє відновити екосистеми в середньому на 64 % незалежно від регіону дослідження, оскіль- ки безпосередньо сприяє збільшенню пер- винного виробництва та запасів вуглецю в ґрунті. Інші дослідження, зокрема Maddhe- siya et al. [48], підтверджують позитивний вплив консорціуму PGPR (Pseudomonas pro- tegens, Bacillus paramycoides) при вирощу- ванні багаторічних ароматичних трав (вети- вер, лемонграс) на покращення секвестрації вуглецю в ґрунті завдяки підвищенню спів- відношення C:N та активізації мікробіоло- гічної активності. Отже, резюмуючи викладене, вважаємо, що інтродукція PGPR у кореневу систему рослин впливає на вміст, накопичення та трансформацію SOC опосередкованим шля- хом, через низку взаємопов’язаних механіз- мів: – коригування аборигенних угруповань мікроорганізмів за штучного їх збагачення представниками мікробіоти з високою мета- болічною активністю → утворення агрегатів «мікроорганізми – ґрунт», де вуглець зв’язу- ється в органо-мінеральні комплекси, вна- слідок чого і зменшуються його втрати; – збільшення біомаси рослин в агроце- нозі → збільшення кількості надземних і під- земних органічних залишків → зростання вуглецевого потоку в ґрунті; – надходження кореневих ексудатів рос- лин у ґрунт → створення трофічного ресурсу для мікроорганізмів, які формують гумус; – підвищення рівня доступності пожив- них речовин ґрунту → сприяння онтогенезу рослин і активізації фотосинтезу, внаслідок чого зростає рослинна біомаса і, відповідно, кількість органічних сполук; – синтез фітогормонів, антистресантів → підвищення стресосійкості і адаптивності ро- слин → закріплення вуглецю в органічних сполуках рослин. Деструкція органічних речовин агрое- косистем за дії мікроорганізмів є ключо- вим процесом, що забезпечує колообіг по- живних речовин, покращує структуру ґрун- ту, створює нові мікробіоми та сприяє ста- лому сільському господарству. Застосування біопрепаратів, що містять специфічні мікро- організми, дозволяє прискорити розкладання органічних залишків, підвищити продуктив- ний потенціал ґрунту за рахунок інтродукції агрономічно корисних мікроорганізмів і збі- льшення ферментативної активності ґрунту та зменшити потребу в хімічних добривах. Процеси деструкції охоплюють: пере- творення органічних сполук у неорганічні форми, доступні для рослин (мінералізація), ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 8 утворення стабільних гумусових речовин, що покращують структуру ґрунту (гуміфіка- ція). За експертними оцінками, глобальне виробництво органічних / пожнивних залиш- ків в агроекосистемах оцінюється в 3,8 міль- ярда тонн на рік, де 74 % — від зернових куль- тур, 10 % — від цукрових рослин, 8 % — від бобових, 5 % — від бульб та 3 % — від олій- них культур [49]. Відомо, що близько 75– 80 % органічної речовини, яка щорічно пот- рапляє в ґрунт (органічні добрива, рослинні й тваринні рештки), проходить процеси мі- нералізації, і лише 20–25 % її трансформу- ється в нові стабільні органічні сполуки [50; 51]. Доведено, що заорювання соломи та інших органічних решток у ґрунт упродовж 7–8 років підвищує вміст гумусу в дерново- підзолистому ґрунті на 0,24 %, південному чорноземі — на 0,2 % [52; 53]. У періодич- них виданнях з’явилась інформація, що за використання комплексних біопрепаратів для деструкції органічних решток спостері- гається ефект мікробіологічного вирівню- вання ґрунтових умов (МВГУ). Автори дос- лідження наголошують, що мікробні препа- рати створюють, а подекуди й індукують но- ві ефективні мережі мікроорганізмів, які до- зволяють зберегти енергетичні ресурси й по- живні речовини, розподіливши їх рівномір- но в ґрунті [54]. Рослинні залишки спри- чиняють швидку іммобілізацію азоту, що впливає на чисельність мікроорганізмів та активність мікробної біомаси ґрунту. Одна частина перетвореної речовини засвоюється мікробами і трансформується в їхні тканини, а інша використовується для окислення, для отримання енергії (дисиміляція). Коефіцієнт дисиміляції до асиміляції залежить від типу мікроорганізму [55]. У цих заємопов’язаних процесах ключові ролі належать целюлозолі- тичним бактеріям (Cellulomonas, Cellvibrio, Bacillus, Clostridium) [49; 56], геміцелюлолі- тичним (Bacillus, Streptomyces, Actinomycetes) [49; 57] та лігнінолітичним мікроорганізмам (Azotobacter, Pseudomonas, Trichoderma, Ga- noderma) [49; 58; 59]. Всі ці мікроорганізми здатні синтезувати низку ферментів, таких як целюлази, геміцелюлази та лігнінази, які розщеплюють складні органічні молекули на простіші сполуки. Мікроорганізми під час мінералізації ре- човини вивільняють азот і вуглець для сво- їх конструктивних метаболічних процесів. Водночас збільшення чисельності мікроор- ганізмів та мікробної біомаси в ґрунті супро- воджується накопиченням біологічно актив- них речовин і ферментів, які забезпечують перебіг основних ґрунтотворних процесів. Варто зауважити, що співвідношення C:N у пожнивних рештках сільськогосподарсь- ких культур різне і є ключовим регулятором швидкості та напряму колообігу вуглецю в агроекосистемах. Так, у пшениці C:N бли- зько 80:1, кукурудзи — C:N 50:1, сої — C:N 30:1. У ґрунті найчастіше можна зустріти співвідношення C:N 10‒12:1. Встановлено, що солома сільськогосподарських культур найкраще піддається деструкції за співвід- ношення C:N, що складає 20–25:1 [25; 52; 53]. Оскільки високе співвідношення C:N (наприклад, у соломі злаків) уповільнює мі- нералізацію органічної речовини, через те що мікроорганізми при розкладанні потре- бують додаткового азоту для синтезу біома- си, це сприяє більшій стабілізації вуглецю у складі гумусу. Натомість низьке співвід- ношення C:N (наприклад, у бобових решт- ках чи молодих рослинних тканинах) приз- водить до швидкої мінералізації та викидів CO₂ [60; 61]. Низкою досліджень показано позитив- ний вплив внесення соломи в ґрунт на вміст SOC та загального азоту [62; 63]. Так, засто- сування соломи, збагаченої аміачним добри- вом, у середньому збільшувало вміст SOC у ґрунті на глибині 0–10 см на 14,2−17,2 % і вміст загального азоту — на 18,3−27,3 %. На глибині 10–20 см відзначали також збі- льшення вмісту SOC на 12,4−19,2 % і зага- льного азоту — на 19,4−27,8 %. Окрім того, фіксували позитивні зв’язки між змінами врожайності пшениці та вмістом SOC і за- гального азоту. Liu et al. [64] на основі мета- аналізу 176 опублікованих польових дослі- джень дійшли висновку, що додавання со- ломи в ґрунт збільшувало вміст вуглецю в ґрунті орних земель на 13 %. Застосування біопрепаратів на основі мікроорганізмів різних еколого-трофічних та таксономічних груп із целюлозолітичними властивостями є одним із дієвих та ефектив- них способів деструкції органічного матеріа- лу в агроекосистемах з подальшим підви- щенням урожайності сільськогосподарських культур та якості продукції [52; 54; 65−70]. Численними дослідженнями показано, що ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 9 використання деструкторів на основі бакте- рій, грибів або комплексу мікроорганізмів сприяє підвищенню целюлозолітичної акти- вності в 1,5–3,0 раза залежно від діючих мік- роорганізмів, погодних умов та вологозабез- печеності агроекосистем. Використання де- структорів дозволяє знизити фітопатогенний фон агроценозу, за рахунок антагоністичних властивостей агентів біопрепаратів, підви- щується загальна біологічна активність ґрун- ту [51‒54; 66−70]. Розв’язати питання конверсії соломи / пі- сляжнивних решток допомагають сучасні біо- логічні препарати, які містять агрономічно корисні мікроорганізми й продукти їх куль- тивування. У переліку пестицидів і агрохімі- катів України на початок 2025 року [69] за- реєстровано більше ніж 25 біодеструкторів, які дозволяють прискорити розкладання ор- ганічного матеріалу в агроекосистемах і від- різняються за діючим агентом та рівнем ак- тивності. Найчастіше серед запропонованих біопрепаратів застосовуються Екостерн, Це- люлад Л, Polymix, МіcoCell, Вермистим Д, Біонорма Деструктор, Деструктор Стерні (ДЦ), Plantonit Destrutor, Біокомплекс-БТУ, Біосистемс, Органік Баланс, Лінгогумат, Ри- зобакт Гуміфікатор та багато інших. Науковцями Інституту сільськогосподар- ської мікробіології та агропромислового ви- робництва НААН [72] доведено, що застосу- вання Chaetomium globosum 377 як деструк- тора пшеничної соломи сприяє зниженню в ризосфері рослин кукурудзи чисельності представників родів Fusarium Link. та Bipo- laris Shoemaker. Отже, внесення в агроекоси- стеми C. globosum 377 дозволяє підвищити антагоністичний потенціал ризосферного ґрунту кукурудзи та захистити рослини від збудників захворювань. Іншими досліджен- нями показано, що застосування мікробних препаратів у поєднанні з системою удобрен- ня NРК + гній + сидерат здатні збільшити вміст гумусу на 0,16 т/га за ротацію сівозмі- ни [72]. Встановлено, що поєднання оранки з біодеструкторами дозволяє отримати сут- тєве збільшення вмісту гумусу. Позитивний ефект автори пов’язують із покращенням ді- яльності мікроорганізмів за рахунок кращого розподілу по орному шару, поліпшення вод- ного й поживного режимів ґрунту та наявно- сті збільшеної кількості органічної речовини [54]. Іншими дослідженннями показано, що інтродукція целюлозоруйнівних мікрооргані- змів у ґрунт і розкладання органічних реш- ток пов’язані безпосередньо з біосинтезом целюлаз, геміцелюлаз, лігніназ, які приско- рюють розкладання соломи та вивільнення розчинних органічних сполук. Останні є ба- зовим трофічним ресурсом для мікробіому. Експерементально доведено, що застосуван- ня Trichoderma spp. + Bacillus subtilis підви- щує активність β-глюкозидази на 45 %, що зі свого боку сприяє зростанню SOC на 12 % за сезон [73]. Як підсумок: мікробна деструкція орга- нічних речовин є важливою складовою цик- лу вуглецю в агроекосистемах, що визначає не тільки здоров’я ґрунту, а й продуктив- ність сільськогосподарських культур. Отже, застосування біопрепаратів для деструкції органічних речовин в агроекосистемах є ва- жливим кроком до сталого розвитку сільсь- кого господарства, який дозволяє значно підвищити ефективність використання ресу- рсів, зберегти екологічну рівновагу й змен- шити вплив традиційних хімічних методів на довкілля. Висновки. Штучно створені мікробіоми у ґрунтах агроекосистем дають змогу стабі- лізувати вуглецеві потоки, поліпшити родю- чість ґрунтів, підвищити стійкість сільсько- господарських культур до екстремальних по- годних умов. Ґрунтові мікроорганізми є центральним рушієм формування стабільного ґрунтового органічного вуглецю (SOC). Значна частина SOC представлена біомасою і некромасою мікроорганізмів. Але визначальними чинни- ками у формуванні стабільного ґрунтового органічного вуглецю є підземна біомаса рос- лин і їхні кореневі ексудати (склад, кіль- кість). Фундаментальним регулятором як кількісної, так і якісної динаміки SOC є рос- линно-мікробні взаємодії, які виникають між рослиною і аборигенними чи інтродукова- ними мікроорганізмами. Потенціал штучно сформованих мікро- біомів для управління циклом вуглецю є значним, водночас це потребує подальших досліджень. Зокрема, важливо дослідити, як такі мікробіоми взаємодіють із різними ти- пами ґрунтів і кліматичними умовами, а та- кож із різними агрохімікатами, що викорис- товуються в сільському господарстві. Врахо- вуючи те, що агроекосистеми є складними ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 10 і багатофакторними середовищами, подаль- ші розробки дозволять створити адаптовані рішення для різних регіонів, що сприятимуть максимальному використанню потенціалу мікробіомів для поліпшення екологічних і агрономічних характеристик ґрунтів. ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. Кругообіг вуглецю: характеристики, ста- дії, значення та зміни. Режим доступу: https:// www.jardineriaon.com/uk/ciclo-del-carbono.html 2. The ocean and the carbon cycle. Режим дос- тупу: https://www.sciencelearn.org.nz/resources/689- the-ocean-and-the-carbon-cycle 3. Zehnder C., Manoylov K., Mutiti S., Muti- ti Ch., VandeVoort A., Bennett D. Climete Change. Introduction to Environmental Science: 2nd Edition. Athens : University System of Georgia, 2018. 160 p. https://oer.galileo.usg.edu/biology-textbooks/4 4. Heimann M. Dynamics of the carbon cycle. Nature. 1995. № 375. P. 629–630 https://doi.org/10. 1038/375629a0 5. Бедернічек Т. Ю. Резервуари і потоки кар- бону в наземних екосистемах України. Вісник Національної академії наук України. 2017. № 1. С. 98–106. https://doi.org/10.15407/visn2017.01.098 6. Moore J. A. M., Sulman B. N., Mayes M. A., Patterson C. M., Classen A. T. Plant roots stimulate the decomposition of complex, but not simple, soil carbon. Funct Ecol. 2020. № 34. Р. 899–910. https:// doi.org/10.1111/1365- 2435.13510 7. Jobbagy E. G., Jackson R. B. The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climate and vegetation. Ecological Applications. 2000. Vol. 10, Is. 2. Р. 423–436. https://doi.org/10. 1890/1051-0761(2000)010[0423:TVDOSO]2.0.CO;2 8. Phillips R. P., Meier I. C., Bernhardt E. S., Grandy A. S., Wickings K., Finzi A. C. Roots and fungi accelerate carbon and nitrogen cycling in for- ests exposed to elevated CO2. Ecology Letters. 2012. Vol. 15, Is. 9. Р. 1042–1049. https://doi.org/10.1111/ j.1461-0248.2012.01827.x 9. Purohit H. J., Pandit P., Pal R., Warke R., Warke G. M. Soil microbiome: An intrinsic driver for climate smart agriculture. Journal of Agriculture and Food Research. 2024. Vol. 18. P. 1‒14. https:// doi.org/10.1016/j.jafr.2024.101433 10. Tecon R., Or D. Biophysical processes sup- porting the diversity of microbial life in soil. FEMS Microbiology Reviews. 2017. Vol. 41, Is. 5. P. 599– 623. https://doi.org/10.1093/femsre/fux039 11. Liang Y., Hu H., Crowther T. W., Jörgen- sen R. G., Liang C., Chen J. … Zhang J. Global decline in microbial-derived carbon stocks with cli- mate warming and its future projections. National Science Review. 2024. № 11. https://doi.org/10.1093/ nsr/nwae330 12. Ekschmitt K., Kandeler E., Poll C., Bru- ne A. Buscot F., Friedrich M., Gleixner G. … Wol- ters V. Soil-carbon preservation through habitat constraints and biological limitations on decomposer activity. J. Plant Nutr. Soil Sci. 2008. Vol. 171. P. 27–35. https://doi.org/10.1002/jpln.200700051 13. Liang C. Soil microbial carbon pump: Mechanism and appraisal. Soil Ecol. Lett. 2024. № 2. Р. 241–254. https://doi.org/10.1007/s42832- 020-0052-4 14. Kallenbach C., Frey S., Grandy A. Direct evidence for microbial-derived soil organic matter formation and its ecophysiological controls. Nat Commun. 2016. № 7. https://doi.org/10.1038/ncomms 3630 15. Woolf D., Lehmann J. Microbial models with minimal mineral protection can explain long- term soil organic carbon persistence. Sci. Rep. 2019. № 9. https://doi.org/10.1038/s41598-019-43026-8 16. Tao F., Huang Y., Hungate B. A., Manzo- ni S., Frey S. D., Schmidt M. W. I. … Luo Y. Mi- crobial carbon use efficiency promotes global soil carbon storage. Nature. 2023. № 618. Р. 981–985. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06042-3 17. Fierer N. Embracing the unknown: disen- tangling the complexities of the soil microbiome. Nature Reviews Microbiology. 2017. № 15. Р. 579– 590. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.87 18. Qin H., Liu Y., Chen C., Chen A., Liang Y., Cornell C. R. … Zhu B. Differential contribution of microbial and plant-derived organic matter to soil organic carbon sequestration over two decades of natural revegetation and cropping. Sci Total En- viron. 2024. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024. 174960 19. von Fromm S. F., Hoyt A. M., Sierra C. A., Georgiou K., Doetterl S., Trumbore S. E. Controls and relationships of soil organic carbon abundance and persistence vary across pedo-climatic regions. Glob Chang Biol. 2024. Vol. 30, Is. 5. e17320. https://doi.org/10.1111/gcb.17320 20. Liang C., Schimel J. P., Jastrow J. D. The importance of anabolism in microbial control over soil carbon storage. Nature Microbiology. 2017. № 2. 17105. https://doi.org/10.1038/nmicrobiol. 2017.105 21. Frac M., Hannula E. S., Belka M., Sal- les J. F., Jedryczka M. Soil mycobiome in sustai- nable agriculture. Frontiers in Microbiology. 2022. Vol. 13. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1033824 22. Del Valle I., Webster T. M., Cheng H. Y., Thies J. E., Kessler A., Miller M. K. … Lehmann J. Soil organic matter attenuates the efficacy of flavo- noid-based plant-microbe communication. Sci Adv. 2020. Vol. 6, Is. 5. eaax8254. https://www.science. org/doi/10.1126/sciadv.aax8254 23. Zhu X., Min K., Feng K., Xie H., He H., Zhang X. … Liang C. Microbial necromass contri- ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 11 bution to soil carbon storage via community assem- bly processes. Sci Total Environ. 2024. https://doi. org/10.1016/j.scitotenv.2024.175749 24. Zhou R., Liu Y., Dungait J. A. J., Kumar A., Wang J., Tiemann L. K. … Tian J. Microbial nec- romass in cropland soils: A global meta-analysis of management effects. Glob Chang Biol. 2024. Vol. 29, Is. 7. Р. 1998–2014. https://doi.org/10.1111/ gcb.16613 25. Hu J., Du M., Chen J., Tie L., Zhou S., Buckeridge K. M. … Kuzyakov Y. Microbial nec- romass under global change and implications for soil organic matter. Glob Chang Biol. 2023. Vol. 29, Is. 12. Р. 3503–3515. https://doi.org/10.1111/gcb. 16676 26. Wu H., Cui H., Fu Ch., Li R., Qi F., Liu Z. … Qiao M. Unveiling the crucial role of soil micro- organisms in carbon cycling: A review. Science of The Total Environmen. 2024. № 909. https://doi. org/10.1016/j.scitotenv.2023.1686272017.105 27. Zhu X., Jackson R. D., DeLucia E. H., Tie- dje J. M., Liang C. The soil microbial carbon pump: From conceptual insights to empirical assessments. Glob Change Biology. 2020. Vol. 26, Is. 11. Р. 6032–6039. https://doi.org/10.1111/gcb.15319 28. Zhao Z., Mao Y., Gao S., Lu C., Pan C., Li X. Organic carbon accumulation and aggregate formation in soils under organic and inorganic ferti- lizer management practices in a rice–wheat cropping system. Sci Rep. 2023. № 13. 3665. https://doi.org/ 10.1038/s41598-023-30541-y 29. Zhou M., Liu C., Wang J., Meng Q., Yuan Y., Ma X. … Du W. Soil aggregates stability and sto- rage of soil organic carbon respond to cropping sys- tems on Black Soils of Northeast China. Sci Rep. 2020. № 10. 265. https://doi.org/10.1038/s41598- 019-57193-1 30. Cosme M. Mycorrhizas drive the evolution of plant adaptation to drought. Commun Biol. 2023. № 6. 346. https://doi.org/10.1038/s42003-023- 04722-4 31. McLaughlin S., Zhalnina K., Kosina S., Northen T. R., Sasse J. The core metabolome and root exudation dynamics of three phylogenetically distinct plant species. Nat. Commun. 2023. № 14. https://doi.org/10.1038/s41467-023-37164-x 32. Fitzpatrick C. R., Salas-Gonzalez I., Con- way J. M., Finkel O. M., Gilbert S., Russ D. … Dangl J. L. The Plant Microbiome: From Ecology to Reductionism and Beyond. Annual Review of Mi- crobiology. 2020. Vol. 74. Р. 81–100. https://doi. org/10.1146/annurev-micro-022620-014327 33. Bennett J. A., Klironomos J. Mechanisms of plant–soil feedback: interactions among biotic and abiotic drivers. New Phytologist. 2019. № 222. P. 91–96. https://doi.org/10.1111/nph.15603 34. Kelbessa B. G., Dubey M., Catara V., Gha- damgahi F., Ortiz R., Vetukuri R. R. Potential of plant growth-promoting rhizobacteria to improve crop productivity and adaptation to a changing cli- mate. CABI Reviews. 2023. https://doi.org/10.1079/ cabireviews.2023.0001 35. Ajijah N., Fiodor A., Pandey A. K., Ra- na A., Pranaw K. Plant Growth-Promoting Bacteria (PGPB) with Biofilm-Forming Ability: A Multifa- ceted Agent for Sustainable Agriculture. Diversity. 2023. Vol. 15, Is. 1. 112. https://doi.org/10.3390/ d15010112 36. Tiwari S., Prasad V., Lata Ch. Bacillus: Plant Growth Promoting Bacteria for Sustainable Ag- riculture and Environment (Chapter 3). J. Sh. Singh, D. P. Singh (Eds.). New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering. Else- vier, 2019. P. 43‒55. https://doi.org/10.1016/B978- 0-444-64191-5.00003-1 37. Dutta P., Muthukrishnan G., Gopalasubra- maiam S. K., Dharmaraj R., Karuppaiah A., Loga- nathan K. … Mishra A. Plant growth-promoting rhi- zobacteria (PGPR) and its mechanisms against plant diseases for sustainable agriculture and better pro- ductivity. Biocell. 2022. Vol. 46, Is. 8. P. 1843‒ 1859. https://doi.org/10.32604/biocell.2022.019291 38. Zhang E., Wang Y., Crowther T. W., Sun W., Chen S., Zhou D. … Yu G. Mycorrhiza in- creases plant diversity and soil carbon storage in grasslands. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2025. Vol. 122, № 7. e2412556122. https://doi.org/10. 1073/pnas.2412556122 39. Оліферчук В. П., Федорович Д. В. Вплив мікоризного гриба Tuber melanosporum на біоріз- номаніття мікроміцетів ризосфери та ріст і про- дуктивність фундука. Науковий вісник НЛТУ Ук- раїни. 2021. Т. 31, № 2. С. 28‒34. https://doi.org/ 10.36930/40310204 40. Gul S., Javed S., Azeem M., Aftab A., Anwaar N., Mehmood T., Zeshan B. Application of Bacillus subtilis for the Alleviation of Salinity Stress in Different Cultivars of Wheat (Tritium aesti- vum L.). Agronomy. 2023. Vol. 13, Is. 2. 437. https://doi.org/10.3390/agronomy13020437 41. Маслоїд А. П. Вплив систем удобрення та передпосівної інокуляції на фосфатмобілізу- вальні бактерії ризосфери цукрового буряку. Зба- лансоване природокористування. 2021. № 4. С. 135‒143. https://doi.org/10.33730/2310-4678.4. 2021.253100 42. Хоміна В., Лапчинський В., Пустова З., Небаба К., Плахтій Д. Мікробні інокулянти як засіб підвищення врожайності ґрунту та сільсь- когосподарських культур. Наукові горизонти. 2024. Т. 27, № 10. С. 79‒90. https://doi.org/10. 48077/scihor10.2024.79 43. Marulanda-Aguirre A., Azcon R., Ruiz-Lo- zano J. M., Aroca R. Differential Effects of a Bacil- lus megaterium Strain on Lactuca sativa. Plant Growth Depending on the Origin of the Arbuscular ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 12 Mycorrhizal Fungus Coinoculated: Physiologic and Biochemical Traits. J. Plant Growth Regul. 2008. № 27. Р. 10‒18. https://doi.org/10.1007/s00344-007- 9024-5 44. Nanjundappa A., Bagyaraj D. J., Saxe- na A. K., Kumar M., Chakdar H. Interaction be- tween arbuscular mycorrhizal fungi and Bacillus spp. in soil enhancing growth of crop plants. Fungal Biology & Biotechnology. 2019. № 6. 23. https://doi. org/10.1186/s40694-019-0086-5 45. Wang Z. G., Bi Y. L., Jiang B., Zhakyp- bek Y., Peng S.-P., Liu W.-W., Liu H. Arbuscular mycorrhizal fungi enhance soil carbon sequestration in the coalfields, northwest China. Sci Rep. 2016. № 6. 34336. https://doi.org/10.1038/srep34336 46. Mason A. R. G., Salomon M. J., Lowe A. J., Cavagnaro T. R. Arbuscular mycorrhizal fungi ino- culation and biochar application enhance soil car- bon and productivity in wheat and barley. Science of The Total Environment. 2025. Vol. 977. 179230. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.179230 47. Averill C., Anthony M. A., Baldrian P., Finkbeiner F., Hoogen J., Kiers T. … Crowther T. W. Defending Earth’s terrestrial microbiome. Nat. Microbiol. 2022. Vol. 7. P. 1717–1725. https://doi. org/10.1038/s41564-022-01228-3 48. Grover M., Bodhankar S., Sharma A., Shar- ma P., Singh J., Nain L. PGPR Mediated Alterations in Root Traits: Way Toward Sustainable Crop Pro- duction. Front. Sustain. Food Syst. 2021. Vol. 4. 618230. https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.618230 49. Копилов Є. П., Шаховніна О. О., Надке- рнична О. В., Новікова Т. П., Тарасов, В. В. Мік- роміцети кореневої зони рослин сої культурної та їхня функціональна дія на рослини. Сільсько- господарська мікробіологія. 2022. Вип. 36. С. 13‒ 27. https://doi.org/10.35868/1997-3004.36.13-27 50. Писаренко В. М., Піщаленко М. А., Чай- ка Т. О., Логвиненко В. В., Крупська Н. Ю., Ко- ролев’ят Я. І., Кірєєв Ю. О. Вплив біостимуля- торів на рослини цукіні за умови передпосівної обробки насіння. Scientific Progress & Innovati- ons. 2023. Т. 26, № 4. Р. 9‒13. https://doi.org/10. 31210/spi2023.26.04.02 51. Grzyb A., Wolna-Maruwka A., Niewiadom- ska A. Environmental Factors Affecting the Mine- ralization of Crop Residues. Agronomy. 2020. Vol. 10, № 12. https://doi.org/10.3390/agronomy10121951 52. Pikula D., Ciotucha O. The Composition of the Organic Matter Fractions of Loamy Sand after Long-Term FYM Application without Liming. Agronomy. 2022. Vol. 12, № 10. https://doi.org/10. 3390/agronomy12102385 53. Rowinska P., Gutarowska B., Janas R., Szulc J. Biopreparations for the decomposition of crop residues. Microbial Biotechnology. 2024. Vol. 17, Is. 8. https://doi.org/10.1111/1751-7915.14534 54. Гадзало Я. М., Вожегова Р. А., Лікар Я. О. Ефективність застосування мікробних препаратів деструкторів на рослинних рештках у процесі їх мінералізації після збирання. Аграрні інновації. 2023. № 19. С. 24‒33. https://doi.org/10.32848/ag rar.innov.2023.19.4 55. Токмакова Л., Трепач А. Мікробіологіч- на деструкція органічної речовини в агроценозах. Вісник аграрної науки. 2022. Т. 100, № 2. С. 19‒ 26. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202202-03 56. Бунас А. А., Ткач Є. Д., Дворецький В. В., Дворецька О. М. Ефективність застосування пре- парату Біосистем Power, КС (Biosistem Power, SC) для прискорення деструкції післяжнивних решток. Агроекологічний журнал. 2022. № 3. С. 119‒125. https://doi.org/10.33730/2077-4893.3. 2022.266417 57. Przulj N., Tunguz V. Significance of har- vest residues in sustainable management of arable land I. Decomposition of harvest residues. Archives for Technical Sciences. 2022. № 26. Р. 61‒70. https://doi.org/10.7251/afts.2022.1426.061p 58. Hema J. N., Shobha, Shruthi S. D. Isolation and characterization of cellulose-degrading bacteria from decomposing plant matter. International Jour- nal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2023. Vol. 15, Is. 4. Р. 22–27. https://doi.org/10. 22159/ijpps.2023v15i4.47019 59. Robl D., Mergel C. M., Costa P. S., Pradel- la J. G. C., Padilla G. Endophytic actinomycetes as potential producers of hemicellulases and related en- zymes for plant biomass degradation. Brazilian Ar- chives of Biology and Technology. 2019. № 62. https://doi.org/10.1590/1678-4324-2019180337 60. Li H., Qiu Y., Yao T., Ma Y., Zhang H., Yang X. Effects of PGPR microbial inoculants on the growth and soil properties of Avena sativa, Medicago sativa, and Cucumis sativus seedlings. Soil and Tillage Research. 2020. Vol. 199. 104577. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104577 61. Cotrufo M. F., Haddix M. L., Kroeger M. E., Stewart C. E. The role of plant input physical-che- mical properties, and microbial and soil chemical diversity on the formation of particulate and mine- ral-associated organic matter. Soil Biology and Bio- chemistry. 2022. Vol. 168. 108648. https://doi.org/ 10.1016/j.soilbio.2022.108648 62. Berhane M., Xu M., Liang Z., Shi J., Wei G., Tian X. Effects of long-term straw return on soil or- ganic carbon storage and sequestration rate in North China upland crops: A meta-analysis. Glob Chang Biol. 2020. Vol. 26, Is. 4. Р. 2686–2701. https://doi. org/10.1111/gcb.15018 63. Li Y., Feng H., Dong Q., Xia L., Li J., Li Ch. … Chen J. Ammoniated straw incorporation increases wheat yield, yield stability, soil organic carbon and soil total nitrogen content. Field Crops ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 13 Research. 2022. Vol. 284. 108558. https://doi.org/ 10.1016/j.fcr.2022.108558 64. Liu E., Yan Ch., Mei X., He W., Bing S. H., Ding L. … Fan T. Long-term effect of chemical fer- tilizer, straw, and manure on soil chemical and bio- logical properties in northwest China. Geoderma. 2010. Vol. 158, Is. 3‒4. P. 173‒180. https://doi.org/ 10.1016/j.geoderma.2010.04.029 65. Rehman J. U., Joe E., Yoon H. Y., Kwon S., Oh M. S., Son E. J. … Jeon J. Lignin Metabolism by Selected Fungi and Microbial Consortia for Plant Stimulation: Implications for Biologically Active Humus Genesis. Microbiol Spectr. 2022. https://doi. org/10.1128/spectrum.02637-22 66. Yang J., Zhao J., Jiang J., Xu H., Zhang N., Xie J., Wei M. Isolation and characterization of Ba- cillus sp. capable of degradating alkali lignin. Fron- tiers in Energy Research. 2021. № 9. https://doi.org/ 10.3389/fenrg.2021.807286 67. Центило Л. В. Біологічна активність ґру- нту за різних систем удобрення соняшнику та обробітку ґрунту. Таврійський науковий вісник. 2019. № 108. С. 117‒122. https://doi.org/10.32851/ 2226-0099.2019.108.16 68. Мовчан І. П., Ткач Є. Д. Бунас А. А., Дворецький В. В. Мікробіоценоз ґрунту сільсь- когосподарських культур за дії біодеструкторів. Збалансоване природокористування. 2024. № 4. С. 129‒135. https://doi.org/10.33730/2310-4678.4. 2024.319386 69. Потапенко Л. В., Скачок Л. М., Горбаче- нко Н. І. Вплив тривалого застосування добрив та мікробних препаратів на баланс гумусу в дер- ново-підзолистому ґрунті. Актуальні питання сільськогосподарської мікробіології: матеріали Всеукраїнської науково-практичної інтернет- конференції (м. Чернігів, 4–5 вересня 2019 р.). Чернігів, 2019. С. 151–154. 70. Коваленко А. М., Новохижній М. В., Ти- мошенко Г. З., Сергєєва Ю. О. Особливості за- стосування деструкторів стерні в умовах степо- вої зони. Вісник аграрної науки. 2020. Т. 98, № 2. С. 44‒51. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk2020 02-07 71. Перелік пестицидів і агрохімікатів Укра- їни. Електронний ресурс. Режим доступу: https:// mepr.gov.ua/content/derzhavniy-reestr-pesticidiv-i- agrohimikativ-dozvolenih-do-vikoristannya-v-ukraini- dopovnennya-z-01012017-zgidno-vimog-postanovi- kabinetu-ministriv-ukraini-vid-21112007--1328.html 72. Копилов Є. П., Скуловатов О. В. Міко- ценоз кореневої зони рослин кукурудзи за вико- ристання Chaetomium globosum як деструктора соломи. Сільськогосподарська мікробіологія. 2017. Вип. 25. С. 31‒35. https://doi.org/10.35868/1997- 3004.25.31-35 73. Shamshitov A., Kadziene G., Suproniene S. The Role of Soil Microbial Consortia in Sustainable Cereal Crop Residue Management. Plants. 2024. Vol. 13, № 6. 766. https://doi.org/10.3390/plants130 60766 Отримано: 03.03.2025 Прийнято до друку: 12.05.2025 Опубліковано онлайн: 17.09.2025 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 14 https://doi.org/10.35868/1997-3004.41.3-18 UDC 579:631.452:631.427 THE ROLE OF THE ARTIFICIALLY FORMED SOIL MICROBIOME IN THE CARBON CYCLE А. А. Bunas, https://orcid.org/ 0000-0003-4806-7004, О. V. Sherstoboieva, https://orcid.org/0000-0001-8239-0847, Ye. D. Tkach, https://orcid.org/0000-0002-0666-1956, І. P. Movchan, https://orcid.org/0009-0002-0647-6133, V. V. Dvoretskyi, https://orcid.org/0000-0001-8427-7813 Institute of Agroecology and Environmental Management, NAAS, Kyiv e-mail: bio-206316@ukr.net Objective. To analyse the scientific literature on the role and impact of the artificially formed microbiome on the processes of carbon transformation in agroecosystems. Methods. Collection, analysis and synthesis. Results. The carbon cycle is a fundamental process that determines the ba- lance of the element in the biosphere and affects the climate stability of the planet. Soil is one of the main carbon reservoirs, containing more carbon than the atmosphere and vegetation combined. In this context, the soil microbiome — a collection of bacteria, archaea, steptomycetes, micromycetes and other organisms that inhabit the soil medium, including the plant rhizosphere — plays a key role in the transformation, storage and mobilisation of carbon. Microorganisms catalyse the humi- fication of organic matter, which results in the formation of stable forms of soil carbon that can re- main in the soil for hundreds or even thousands of years. For example, by enhancing the formation of microbial biomass, about 2–4 tonnes of organic carbon per hectare can be stabilised annually in chernozem soils. Soil microbiomes artificially created using biotechnological methods open up new opportunities for managing carbon transformation and decreasing climate change consequences. Conclusions. Artificially created soil microbiomes are a promising tool for managing the carbon cycle and decreasing the effects of global climate change consequences. The large-scale implemen- tation of biotechnological measures aimed at changing the composition and functioning of the soil microbiome will not only improve soil quality, but also conserve organic carbon and reduce green- house gas emissions. Further researches and developments in this area are necessary to fulfil the potential of artificially created microbiomes in sustainable agriculture. Key words: microbiome, biological products, carbon cycle, agroecosystems, soil aggregates, “microbial carbon pump”, soil organic carbon (SOC). REFERENCES 1. Kruhoobih vuhlecu: kharakterystyky, stadii, zna- chennia ta zminy [Carbon cycle: characteristics, stages, significance and changes]. (2025) [in Ukrainian]. URL: https://www.jardineriaon.com/uk/ciclo-del-carbono.html 2. The ocean and the carbon cycle. (2025). URL: https://www.sciencelearn.org.nz/resources/689- the-ocean-and-the-carbon-cycle 3. Zehnder, C., Manoylov, K., Mutiti, S., Muti- ti, Ch., VandeVoort, A., & Bennett, D. (2018). Cli- mete Change. Introduction to Environmental Scien- ce: 2nd Edition. Athens: University System of Geor- gia. https://oer.galileo.usg.edu/biology-textbooks/4 4. Heimann, M. (1995). Dynamics of the carbon cycle. Nature, 375, 629–630 https://doi.org/10.1038/ 375629a0 5. Bedernichek, T. Yu. (2017). Rezervuary i po- toky karbonu v nazemnykh ekosystemakh Ukrainy [Carbon reservoirs and flows in terrestrial ecosys- tems of Ukraine]. Visnyk Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy — Bulletin of the National Academy of Sciences of Ukraine, 1, 98‒106 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/visn2017.01.098 6. Moore, J. A., Sulman, B. N., Mayes, M. A., Patterson, C. M., & Classen, A. T. (2020). Plant roots stimulate the decomposition of complex, but not simple, soil carbon. Funct Ecol, 34, 899‒910. https://doi.org/10.1111/1365- 2435.13510 7. Jobbagy, E. G., & Jackson, R. B. (2000). The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climate and vegetation. Ecological Appli- ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 15 cations, 10(2), 423‒436. https://doi.org/10.1890/ 1051-0761(2000)010[0423:TVDOSO]2.0.CO;2 8. Phillips, R., Meier, I., Bernhardt, E., Gran- dy, A., Wickings, K., & Finzi, A. (2012). Roots and fungi accelerate carbon and nitrogen cycling in for- ests exposed to elevated CO2. Ecology Letters, 15(9), 1042‒1049. https://doi.org/10.1111/j.1461- 0248.2012.01827.x 9. Purohit, H. J., Pandit, P., Pal, R., Warke, R., & Warke, G. M. (2024). Soil microbiome: An intrin- sic driver for climate smart agriculture. Journal of Agriculture and Food Research, 18, 1‒14. https:// doi.org/10.1016/j.jafr.2024.101433 10. Tecon, R., & Or, D. (2017). Biophysical processes supporting the diversity of microbial life in soil. FEMS Microbiology Reviews, 41(5), 599‒ 623. https://doi.org/10.1093/femsre/fux039 11. Liang, Y., Hu, H., Crowther, T. W., Jörgen- sen, R. G., Liang, C., Chen, J. … Zhang, J. (2024). Global decline in microbial-derived carbon stocks with climate warming and its future projections. Na- tional Science Review, 11. https://doi.org/10.1093/ nsr/nwae330 12. Ekschmitt, K., Kandeler, E., Poll, C., Bru- ne, A. Buscot, F., Friedrich, M. … Wolters, V. (2008). Soil-carbon preservation through habitat constraints and biological limitations on decomposer activity. J. Plant Nutr. Soil Sci, 171, 27‒35. https:// doi.org/10.1002/jpln.200700051 13. Liang, C. (2024). Soil microbial carbon pump: Mechanism and appraisal. Soil Ecol. Lett, 2, 241‒254. https://doi.org/10.1007/s42832-020-0052-4 14. Kallenbach, C., Frey, S., & Grandy, A. (2016). Direct evidence for microbial-derived soil organic matter formation and its ecophysiological controls. Nat Commun, 7. https://doi.org/10.1038/ ncomms13630 15. Woolf, D., & Lehmann, J. (2019). Microbial models with minimal mineral protection can explain long-term soil organic carbon persistence. Sci. Rep, 9. https://doi.org/10.1038/s41598-019-43026-8 16. Tao, F., Huang, Y., Hungate, B. A., Manzo- ni, S., Frey, S. D., Schmidt, M. W. I. … Luo, Y. (2023). Microbial carbon use efficiency promotes global soil carbon storage. Nature, 618, 981‒985. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06042-3 17. Fierer, N. (2017). Embracing the unknown: disentangling the complexities of the soil microbi- ome. Nature Reviews Microbiology, 15(10), 579– 590. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.87 18. Qin, H., Liu, Y., Chen, C., Chen, A., Li- ang, Y., Cornell C. R. … Zhu B. (2024). Differential contribution of microbial and plant-derived organic matter to soil organic carbon sequestration over two decades of natural revegetation and cropping. Sci To- tal Environ. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024. 174960 19. von Fromm, S. F., Hoyt, A. M., Sierra, C. A., Georgiou, K., Doetterl, S., & Trumbore, S. E. (2024). Controls and relationships of soil organic carbon abundance and persistence vary across pedo-climatic regions. Glob Chang Biol, 30(5). e17320. https:// doi.org/10.1111/gcb.17320 20. Liang, C., Schimel, J. P., & Jastrow, J. D. (2017). The importance of anabolism in microbial control over soil carbon storage. Nature Microbiolo- gy, 2. 17105. https://doi.org/10.1111/gcb.17320 21. Frac, M., Hannula, E. S., Belka, M., Sal- les, J. F., & Jedryczka, M. (2022). Soil mycobiome in sustainable agriculture. Frontiers in Microbiolo- gy, 13. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1033824 22. Del Valle, I., Webster, T. M., Cheng, H. Y., Thies, J. E., Kessler, A., Miller, M. K. … Lehmann, J. (2020). Soil organic matter attenuates the efficacy of flavonoid-based plant-microbe communication. Sci Adv, 6(5). eaax8254. https://www.science.org/doi/ 10.1126/sciadv.aax8254 23. Zhu, X., Min, K., Feng, K., Xie, H., He, H., Zhang, X. … Liang, C. (2024). Microbial necromass contribution to soil carbon storage via community assembly processes. Sci Total Environ. https://doi. org/10.1016/j.scitotenv.2024.175749 24. Zhou, R., Liu, Y., Dungait, J., Kumar, A., Wang, J., Tiemann L. K. … Tian J. (2024). Micro- bial necromass in cropland soils: A global meta- analysis of management effects. Glob Chang Biol, 29(7), 1998‒2014. https://doi.org/10.1111/gcb.16613 25. Hu, J., Du, M., Chen, J., Tie, L., Zhou, S., Buckeridge, K. M. … Kuzyakov, Y. (2023). Micro- bial necromass under global change and implications for soil organic matter. Glob Chang Biol, 29(12), 3503‒3515. https://doi.org/10.1111/gcb.16676 26. Wu, H., Cui, H., Fu, Ch., Li, R., Qi, F., Liu, Z. … Qiao, M. (2024). Unveiling the crucial role of soil microorganisms in carbon cycling: A re- view. Science of The Total Environmen, 909. https:// doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.1686272017.105 27. Zhu, X., Jackson, R., DeLucia, E., Tiedje, J., & Liang C. (2020). The soil microbial carbon pump: From conceptual insights to empirical assessments. Glob Change Biology, 26(11), 6032–6039. https:// doi.org/10.1111/gcb.15319 28. Zhao, Z., Mao, Y., Gao, S. Lu, C., Pan, C., & Li, X. (2023). Organic carbon accumulation and aggregate formation in soils under organic and in- organic fertilizer management practices in a rice– wheat cropping system. Sci Rep, 13. 3665. https:// doi.org/10.1038/s41598-023-30541-y 29. Zhou, M., Liu, C., Wang, J., Meng, Q., Yuan, Y., Ma, X. … Du, W. (2020). Soil aggregates stability and storage of soil organic carbon respond to cropping systems on Black Soils of Northeast China. Sci Rep, 10. 265 https://doi.org/10.1038/ s41598-019-57193-1 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 16 30. Cosme, M. (2023). Mycorrhizas drive the evolution of plant adaptation to drought. Commun Biol, 6, 346. https://doi.org/10.1038/s42003-023- 04722-4 31. McLaughlin, S., Zhalnina, K., Kosina, S., Northen, T. R., & Sasse, J. (2023). The core metabo- lome and root exudation dynamics of three phyloge- netically distinct plant species. Nat Commun, 14, https://doi.org/10.1038/s41467-023-37164-x 32. Fitzpatrick, C. R., Salas-Gonzalez, I., Con- way, J. M., Finkel, O. M., Gilbert, S., Russ, D. … Dangl, J. L. (2020). The Plant Microbiome: From Ecology to Reductionism and Beyond. Annual Re- view of Microbiology, 74, 81‒100. https://doi.org/10. 1146/annurev-micro-022620-014327 33. Bennett, J. A., & Klironomos, J. (2019). Mechanisms of plant–soil feedback: interactions among biotic and abiotic drivers. New Phytologist, 222, 91‒96. https://doi.org/10.1111/nph.15603 34. Kelbessa, B. G., Dubey, M., Catara, V., Ghadamgahi, F., Ortiz, R., & Vetukuri, R. R. (2023). Potential of plant growth-promoting rhizobacteria to improve crop productivity and adaptation to a chan- ging climate. CABI Reviews. https://doi.org/10.1079/ cabireviews.2023.0001 35. Ajijah, N., Fiodor, A., Pandey, A., Rana, A., & Pranaw, K. (2023). Plant Growth-Promoting Bac- teria (PGPB) with Biofilm-Forming Ability: A Mul- tifaceted Agent for Sustainable Agriculture. Diversi- ty, 15(1). 112. https://doi.org/10.3390/d15010112 36. Tiwari, S., Prasad, V., & Lata, Ch. (2019). Bacillus: Plant Growth Promoting Bacteria for Sus- tainable Agriculture and Environment. In J. Sh. Singh, D. P. Singh (Eds.). New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering (pp. 43‒55). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978- 0-444-64191-5.00003-1 37. Dutta, P., Muthukrishnan, G., Gopalasub- ramaiam, S. K., Dharmaraj, R., Karuppaiah, A., Lo- ganathan K. … Mishra A. (2022). Plant growth- promoting rhizobacteria (PGPR) and its mechanisms against plant diseases for sustainable agriculture and better productivity. Biocell, 46(8), 1843‒1859. https://doi.org/10.32604/biocell.2022.019291 38. Zhang, E., Wang, Y., Crowther, T. W., Sun, W., Chen, S., Zhou, D. … Yu, G. (2025). My- corrhiza increases plant diversity and soil carbon storage in grasslands. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S .A, 122(7). e2412556122. https://doi.org/10.1073/pnas. 2412556122 39. Oliferchuk, V. P., & Fedorovych, D. V. (2021). Influence of tuber melanosporum myco- rrhystic mushrooms on the biodiversity rhisosphere micromycetes and growth and productivity of hazel- nut. Scientific Bulletin of UNFU, 31(2), 28‒34. https://doi.org/10.36930/40310204 40. Gul, S., Javed, S., Azeem, M., Aftab, A., Anwaar, N., Mehmood, T., & Zeshan, B. (2023). Application of Bacillus subtilis for the Alleviation of Salinity Stress in Different Cultivars of Wheat (Tri- tium aestivum L.). Agronomy, 13(2). 437. https:// doi.org/10.3390/agronomy13020437 41. Masloid, A. P. (2021). Vplyv system udo- brennia ta peredposivnoi inokuliatsii na fosfatmobi- lizuvalni bakterii ryzosfery tsukrovoho buriaku [The influence of fertilization systems and pre-sowing inoculation on phosphate-mobilizing bacteria of the sugar beet rhizosphere]. Zbalansovane pryrodoko- rystuvannia — Balanced Nature Management, 4, 135–143 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.33730/ 2310-4678.4.2021.253100 42. Khomina, V., Lapchynskyi, V., Pustova, Z., Nebaba, K., & Plakhtii, D. (2024). Mikrobni ino- kulianty yak zasib pidvyshchennia vrozhainosti gruntu ta silskohospodarskykh kultur [Microbial inoculants as a means of increasing soil and crop productivity]. Naukovi horyzonty — Scientific Hori- zons, 27(10), 79‒90 [in Ukrainian]. https://doi.org/ 10.48077/scihor10.2024.79 43. Marulanda-Aguirre, A., Azcon, R., Ruiz- Lozano, J. M., & Aroca, R. (2008). Differential Ef- fects of a Bacillus megaterium Strain on Lactuca sa- tiva. Plant Growth Depending on the Origin of the Arbuscular Mycorrhizal Fungus Coinoculated: Phy- siologic and Biochemical Traits. J. Plant Growth Regul, 27, 10‒18. https://doi.org/10.1007/s00344- 007-9024-5 44. Nanjundappa, A., Bagyaraj, D. J., Saxe- na, A. K., Kumar, M., & Chakdar, H. (2019). Inte- raction between arbuscular mycorrhizal fungi and Bacillus spp. in soil enhancing growth of crop plants. Fungal Biology & Biotechnology, 6(23). https://doi.org/10.1186/s40694-019-0086-5 45. Wang, Z. G., Bi, Y. L., Jiang, B., Zhakyp- bek, Y., Peng, S.-P., Liu, W.-W., & Liu, H. (2016). Arbuscular mycorrhizal fungi enhance soil carbon sequestration in the coalfields, northwest China. Sci Rep, 34336. https://doi.org/10.1038/srep34336 46. Mason, A., Salomon, M., Lowe, A., & Ca- vagnaro, T. (2025). Arbuscular mycorrhizal fungi inoculation and biochar application enhance soil carbon and productivity in wheat and barley. Science of The Total Environment, 977. https://doi.org/10. 1016/j.scitotenv.2025.179230 47. Averill, C., Anthony, M. A., Baldrian, P., Finkbeiner, F., Hoogen, J., Kiers, T. … Crow- ther, T. W. (2022). Defending Earth’s terrestrial mi- crobiome. Nat. Microbiol, 7, 1717‒1725. https://doi. org/10.1038/s41564-022-01228-3 48. Grover, M., Bodhankar, S., Sharma, A., Sharma, P., Singh, J., & Nain, L. (2021). PGPR Me- diated Alterations in Root Traits: Way Toward Sus- tainable Crop Production. Front. Sustain. Food Syst, 4, 618230. https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.618230 49. Kopylov, Ye. P., Shakhovnina, O. O., Nad- kernychna, O. V., Novikova, T. P., & Tarasov, V. V. ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 17 (2022). Mikromitsety korenevoi zony roslyn soi kul- turnoi ta yikhnia funktsionalna diia na roslyny [Mi- cromycetes of the root zone of cultivated soybean plants and their functional effect on plants]. Silsko- hospodarska mikrobiolohiia — Agricultural Micro- biology, 36, 13‒27 [in Ukrainian]. https://doi.org/ 10.35868/1997-3004.36.13-27 50. Pysarenko, V., Pischalenko, M., Chaika, T., Lohvynenko, V., Krupska, N., Koroleviat, Y., & Kirieiev, Y. (2023). Vplyv biostymuliatoriv na ros- lyny tsukini za umovy peredposivnoi obrobky na- sinnia [The impact of bio-stimulators on zucchini plants under pre-sowing seed treatment]. Scientific Progress & Innovations, 26(4), 9‒13 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.31210/spi2023.26.04.02 51. Grzyb, A., Wolna-Maruwka, A., & Niewia- domska, A. (2020). Environmental Factors Affecting the Mineralization of Crop Residues. Agronomy, 10(12). https://doi.org/10.3390/agronomy10121951 52. Pikula, D., & Ciotucha, O. (2022). The Composition of the Organic Matter Fractions of Loamy Sand after Long-Term FYM Application without Liming. Agronomy, 12(10). https://doi.org/ 10.3390/agronomy12102385 53. Rowinska, P., Gutarowska, B, Janas, R., & Szulc, J. (2024). Biopreparations for the decomposi- tion of crop residues. Microbial Biotechnology, 17(8). https://doi.org/10.1111/1751-7915.14534 54. Hadzalo, Ya. M., Vozhehova, R. A., & Likar, Ya. O. (2023). Efektyvnist zastosuvannia mikrobnykh preparativ destruktoriv na roslynnykh reshtkakh u protsesi yikh mineralizatsii pislia zbyrannia [The effectiveness of the use of microbial preparations of destructors on plant residues in the process of their mineralization after harvesting]. Ah- rarni innovatsii — Agrarian Innovations, 19, 24‒33 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.32848/agrar.innov. 2023.19.4 55. Tokmakova, L., & Trepach, A. (2022). Mik- robiolohichna destruktsiia orhanichnoi rechovyny v ahrotsenozakh [Microbiological destruction of or- ganic matter in agrocenoses]. Visnyk ahrarnoi nau- ky — Bulletin of Agricultural Science, 100(2), 19‒26 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk 202202-03 56. Bunas, A. A., Tkach, Ye. D., Dvorets- kyi, V. V., & Dvoretska, O. M. (2022). Efektyvnist zastosuvannia preparatu Biosystem Power, KS (Bio- sistem Power, SC) dlia pryskorennia destruktsii pisliazhnyvnykh reshtok [The effectiveness of using the drug Biosystem Power, KS (Biosistem Power, SC) to accelerate the destruction of post-harvest re- sidues]. Ahroekolohichnyi zhurnal — Agroecologi- cal Journal, 3, 119‒125 [in Ukrainian]. https://doi. org/10.33730/2077-4893.3.2022.266417 57. Przulj, N., & Tunguz, V. (2022). Significan- ce of harvest residues in sustainable management of arable land I. Decomposition of harvest residues. Ar- chives for Technical Sciences, 1(26), 61‒70. https:// doi.org/10.7251/afts.2022.1426.061p 58. Hema, J. N., Shobha, & Shruthi, S. D. (2023). Isolation and characterization of cellulose- degrading bacteria from decomposing plant matter. International Journal of Pharmacy and Pharmaceu- tical Sciences, 15(4), 22–27. https://doi.org/10.22159/ ijpps.2023v15i4.47019 59. Robl, D., Mergel, C., Costa, P., Pradella, J., & Padilla G. (2019). Endophytic actinomycetes as potential producers of hemicellulases and related en- zymes for plant biomass degradation. Brazilian Ar- chives of Biology and Technology, 62. https://doi. org/10.1590/1678-4324-2019180337 60. Li, H., Qiu, Y., Yao, T., Ma, Y., Zhang, H., & Yang, X. (2020). Effects of PGPR microbial in- oculants on the growth and soil properties of Avena sativa, Medicago sativa, and Cucumis sativus seed- lings. Soil and Tillage Research, 199. 104577. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104577 61. Cotrufo, M. F., Haddix, M. L., Kroe- ger, M. E., & Stewart, C. E. (2022). The role of plant input physical-chemical properties, and microbial and soil chemical diversity on the formation of par- ticulate and mineral-associated organic matter. Soil Biology and Biochemistry, 168. 108648. https://doi. org/10.1016/j.soilbio.2022.108648 62. Berhane, M, Xu, M., Liang, Z., Shi, J., Wei, G., & Tian, X. (2020). Effects of long-term straw return on soil organic carbon storage and se- questration rate in North China upland crops: A me- ta-analysis. Glob Chang Biol, 26(4), 2686‒2701. https://doi.org/10.1111/gcb.15018 63. Li, Y., Feng, H., Dong, Q., Xia, L., Li, J., Li, Ch. … Chen, J. (2022). Ammoniated straw in- corporation increases wheat yield, yield stability, soil organic carbon and soil total nitrogen content. Field Crops Research, 284. 108558. https://doi.org/ 10.1016/j.fcr.2022.108558 64. Liu, E., Yan, Ch., Mei, X., He, W., Bing, S. H., Ding, L. … Fan, T. (2010). Long-term effect of chemical fertilizer, straw, and manure on soil chemi- cal and biological properties in northwest China. Geoderma, 158(3‒4), 173‒180. https://doi.org/10. 1016/j.geoderma.2010.04.029 65. Rehman, J., Joe, E., Yoon, H., Kwon, S., Oh, M., Son, E. … Jeon, J. (2022). Lignin Metabo- lism by Selected Fungi and Microbial Consortia for Plant Stimulation: Implications for Biologically Ac- tive Humus Genesis. Microbiol Spectr. https://doi. org/10.1128/spectrum.02637-22 66. Yang, J., Zhao, J., Jiang, J., Xu, H., Zhang, N., Xie, J., Wei, M. (2021). Isolation and characteriza- tion of Bacillus sp. capable of degradating alkali lig- nin. Frontiers in Energy Research, 9. https:// doi.org/10.3389/fenrg.2021.807286 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41. 18 67. Tsentylo, L. V. (2019). Biolohichna aktyv- nist gruntu za riznykh system udobrennia soniash- nyku ta obrobitku gruntu [Biological activity of soil under different systems of sunflower fertilization and soil cultivation]. Tavriiskyi naukovyi visnyk — Tavria Scientific Bulletin, 108, 117‒122 [in Ukraini- an]. https://doi.org/10.32851/2226-0099.2019.108.16 68. Movchan, I. P., Tkach, Ye. D. Bunas, A. A., & Dvoretskyi, V. V. (2024). Mikrobiotsenoz gruntu silskohospodarskykh kultur za dii biodestruktoriv [Microbiocenosis of soil of agricultural crops under the action of biodestructors]. Zbalansovane pryrodo- korystuvannia — Sustainable use of nature, 4, 129‒ 135 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.33730/2310- 4678.4.2024.319386 69. Potapenko, L. V., Skachok, L. M., & Hor- bachenko, N. I. (2019). Vplyv tryvaloho zastosu- vannia dobryv ta mikrobnykh preparativ na balans humusu v dernovo-pidzolystomu grunti [The influ- ence of long-term use of fertilizers and microbial preparations on the humus balance in sod-podzolic soil]. Proceedings of the All-Ukrainian scientific- practical internet conference Current issues of agri- cultural (pp.151‒154). Chernihiv [in Ukrainian]. 70. Kovalenko, A. M., Novokhyzhnii, M. V., Tymoshenko, H. Z., & Serhieieva, Yu. O. (2020). Osoblyvosti zastosuvannia destruktoriv sterni v umo- vakh stepovoi zony [Peculiarities of the use of stub- ble destroyers in the conditions of the steppe zone]. Visnyk ahrarnoi nauky — Bulletin of Agrarian Sci- ence, 98(2), 44‒51 [in Ukrainian]. https://doi.org/10. 31073/agrovisnyk202002-07 71. Perelik pestytsydiv i ahrokhimikativ Ukrai- ny [List of pesticides and agrochemicals of Ukraine] (2025) [in Ukrainian]. URL: https://mepr.gov.ua/ content/derzhavniy-reestr-pesticidiv-i-agrohimikativ- dozvolenih-do-vikoristannya-v-ukraini-dopovnennya- z-01012017-zgidno-vimog-postanovi-kabinetu-mini striv-ukraini-vid-21112007--1328.html 72. Kopylov, Ye. P., & Skulovatov, O. V. (2017). Mikotsenoz korenevoi zony roslyn kukurudzy za vykorystannia Chaetomium globosum yak destruk- tora solomy [Mycocenosis of the root zone of corn plants when using Chaetomium globosum as a straw destroyer.]. Silskohospodarska mikrobiolohiia — Ag- ricultural Microbiology, 25, 31‒35 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.35868/1997-3004.25.31-35 73. Shamshitov, A., Kadžienė, G., & Supronie- nė, S. (2024). The Role of Soil Microbial Consortia in Sustainable Cereal Crop Residue Management. Plants. 13(6). 766. https://doi.org/10.3390/plants13 060766 Received: 03.03.2025 Accepted: 12.05.2025 Published online: 17.09.2025 ISSN 1997-3004 Сільськогосподарська мікробіологія. 2025. Вип. 41.
id	oai:ojs2.smic.in.ua:article-535
institution	Agriciltural microbiology
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-23T01:16:17Z
publishDate	2025
publisher	Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	smicinua/01/e87bc6364d27c95d784f4a24cc13c801.pdf
spelling	oai:ojs2.smic.in.ua:article-5352026-07-22T10:10:52Z THE ROLE OF THE ARTIFICIALLY FORMED SOIL MICROBIOME IN THE CARBON CYCLE РОЛЬ ШТУЧНО СФОРМОВАНОГО МІКРОБІОМУ ҐРУНТУ В ЦИКЛІ ВУГЛЕЦЮ Бунас, А. А. Шерстобоєва, О. В. Ткач, Є. Д. Мовчан, І. П. Дворецький, В. В. microbiome, biological products, carbon cycle, agroecosystems, soil aggregates, “microbial carbon pump”, soil organic carbon (SOC) мікробіом, біопрепарати, цикл вуглецю, агроекосистеми, ґрунтові агрегати, «мікробний вуглецевий насос», ґрунтовий органічний вуглець (SOC) Objective. To analyse the scientific literature on the role and impact of the artificially formed microbiome on the processes of carbon transformation in agroecosystems. Methods. Collection, analysis and synthesis. Results. The carbon cycle is a fundamental process that determines the balance of the element in the biosphere and affects the climate stability of the planet. Soil is one of the main carbon reservoirs, containing more carbon than the atmosphere and vegetation combined. In this context, the soil microbiome — a collection of bacteria, archaea, steptomycetes, micromycetes and other organisms that inhabit the soil medium, including the plant rhizosphere — plays a key role in the transformation, storage and mobilisation of carbon. Microorganisms catalyse the humification of organic matter, which results in the formation of stable forms of soil carbon that can remain in the soil for hundreds or even thousands of years. For example, by enhancing the formation of microbial biomass, about 2–4 tonnes of organic carbon per hectare can be stabilised annually in chernozem soils. Soil microbiomes artificially created using biotechnological methods open up new opportunities for managing carbon transformation and decreasing climate change consequences. Conclusions. Artificially created soil microbiomes are a promising tool for managing the carbon cycle and decreasing the effects of global climate change consequences. The large-scale implementation of biotechnological measures aimed at changing the composition and functioning of the soil microbiome will not only improve soil quality, but also conserve organic carbon and reduce greenhouse gas emissions. Further researches and developments in this area are necessary to fulfil the potential of artificially created microbiomes in sustainable agriculture. Мета. Провести аналіз наукової літератури стосовно ролі та впливу штучно сформованого мікробіому на процеси трансформації вуглецю в агроекосистемах. Методи. Збір, аналіз і синтез. Результати. Цикл вуглецю є фундаментальним процесом, що визначає баланс елемента в біосфері та впливає на кліматичну стабільність планети. Ґрунт є одним із основних резервуарів вуглецю, містячи його більше, ніж атмосфера та рослинність разом узяті. У цьому контексті мікробіом ґрунту — сукупність бактерій, архей, стептоміцетів, мікроміцетів та інших організмів, що населяють ґрунтове середовище, у т. ч. й ризосферу рослин — відіграє ключову роль у трансформації, збереженні та мобілізації вуглецю. Мікроорганізми каталізують процеси гуміфікації органічної речовини, наслідком чого є утворення стабільних форм ґрунтового вуглецю, здатних залишатися в ґрунті впродовж сотень і навіть тисяч років. Наприклад, завдяки підсиленню формування мікробної біомаси у ґрунтах чорноземного типу щороку може стабілізуватися близько 2–4 тон органічного вуглецю на гектар. Штучно сформовані за допомогою біотехнологічних методів мікробіоми ґрунту, відкривають нові можливості для управління процесами трансформації вуглецю та пом’якшення наслідків змін клімату. Висновки. Штучно сформовані мікробіоми ґрунту є перспективним інструментом в управлінні вуглецевим циклом, пом’якшенні наслідків глобальних змін клімату. Широкомасштабне впровадження біотехнологічних заходів, спрямованих на зміну складу й функціонування мікробіому ґрунту, сприятиме не лише підвищенню якісних показників ґрунту, а й збереженню органічного вуглецю та зменшенню викидів парникових газів. Подальші дослідження та розробки в цій галузі є необхідними для реалізації потенціалу штучно сформованих мікробіомів у практиці сталого землеробства. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2025-05-15 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/535 10.35868/1997-3004.41.3-18 Agricultural microbiology; Vol. 41 (2025): Agriciltural microbiology; 3-18 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 41 (2025): Сільськогосподарська мікробіологія; 3-18 1997-3004 10.35868/1997-3004.41 uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/535/603 Авторське право (c) 2025 А. А. Bunas, О. V. Sherstoboieva, Ye. D. Tkach, І. P. Movchan, V. V. Dvoretskyi https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle	мікробіом біопрепарати цикл вуглецю агроекосистеми ґрунтові агрегати «мікробний вуглецевий насос» ґрунтовий органічний вуглець (SOC) Бунас, А. А. Шерстобоєва, О. В. Ткач, Є. Д. Мовчан, І. П. Дворецький, В. В. РОЛЬ ШТУЧНО СФОРМОВАНОГО МІКРОБІОМУ ҐРУНТУ В ЦИКЛІ ВУГЛЕЦЮ
title	РОЛЬ ШТУЧНО СФОРМОВАНОГО МІКРОБІОМУ ҐРУНТУ В ЦИКЛІ ВУГЛЕЦЮ
title_alt	THE ROLE OF THE ARTIFICIALLY FORMED SOIL MICROBIOME IN THE CARBON CYCLE
title_full	РОЛЬ ШТУЧНО СФОРМОВАНОГО МІКРОБІОМУ ҐРУНТУ В ЦИКЛІ ВУГЛЕЦЮ
title_fullStr	РОЛЬ ШТУЧНО СФОРМОВАНОГО МІКРОБІОМУ ҐРУНТУ В ЦИКЛІ ВУГЛЕЦЮ
title_full_unstemmed	РОЛЬ ШТУЧНО СФОРМОВАНОГО МІКРОБІОМУ ҐРУНТУ В ЦИКЛІ ВУГЛЕЦЮ
title_short	РОЛЬ ШТУЧНО СФОРМОВАНОГО МІКРОБІОМУ ҐРУНТУ В ЦИКЛІ ВУГЛЕЦЮ
title_sort	роль штучно сформованого мікробіому ґрунту в циклі вуглецю
topic	мікробіом біопрепарати цикл вуглецю агроекосистеми ґрунтові агрегати «мікробний вуглецевий насос» ґрунтовий органічний вуглець (SOC)
topic_facet	microbiome biological products carbon cycle agroecosystems soil aggregates “microbial carbon pump” soil organic carbon (SOC) мікробіом біопрепарати цикл вуглецю агроекосистеми ґрунтові агрегати «мікробний вуглецевий насос» ґрунтовий органічний вуглець (SOC)
url	https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/535
work_keys_str_mv	AT bunasaa theroleoftheartificiallyformedsoilmicrobiomeinthecarboncycle AT šerstoboêvaov theroleoftheartificiallyformedsoilmicrobiomeinthecarboncycle AT tkačêd theroleoftheartificiallyformedsoilmicrobiomeinthecarboncycle AT movčaníp theroleoftheartificiallyformedsoilmicrobiomeinthecarboncycle AT dvorecʹkijvv theroleoftheartificiallyformedsoilmicrobiomeinthecarboncycle AT bunasaa rolʹštučnosformovanogomíkrobíomugruntuvciklívuglecû AT šerstoboêvaov rolʹštučnosformovanogomíkrobíomugruntuvciklívuglecû AT tkačêd rolʹštučnosformovanogomíkrobíomugruntuvciklívuglecû AT movčaníp rolʹštučnosformovanogomíkrobíomugruntuvciklívuglecû AT dvorecʹkijvv rolʹštučnosformovanogomíkrobíomugruntuvciklívuglecû AT bunasaa roleoftheartificiallyformedsoilmicrobiomeinthecarboncycle AT šerstoboêvaov roleoftheartificiallyformedsoilmicrobiomeinthecarboncycle AT tkačêd roleoftheartificiallyformedsoilmicrobiomeinthecarboncycle AT movčaníp roleoftheartificiallyformedsoilmicrobiomeinthecarboncycle AT dvorecʹkijvv roleoftheartificiallyformedsoilmicrobiomeinthecarboncycle

РОЛЬ ШТУЧНО СФОРМОВАНОГО МІКРОБІОМУ ҐРУНТУ В ЦИКЛІ ВУГЛЕЦЮ

Institution

Similar Items